Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

พลศาสตร์ของไหลเชิงคำนวณ 2 มิติในเตาผลิตแก๊สแบบเบดคู่

Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)

2-D computational fluid dynamics in dual-bed gasifier

Year (A.D.)

2011

Document Type

Thesis

First Advisor

พรพจน์ เปี่ยมสมบูรณ์

Second Advisor

เบญจพล เฉลิมสินสุวรรณ

Faculty/College

Faculty of Science (คณะวิทยาศาสตร์)

Degree Name

วิทยาศาสตรมหาบัณฑิต

Degree Level

ปริญญาโท

Degree Discipline

เคมีเทคนิค

DOI

10.58837/CHULA.THE.2011.895

Abstract

ปัจจุบันความต้องการใช้พลังงานมีแนวโน้มเพิ่มสูงขึ้น ส่งผลให้ทรัพยากรหรือเชื้อเพลิงที่น ามาผลิตเป็นพลังงานไม่เพียงพอต่อความต้องการ การตระหนักถึงความขาดแคลนที่จะเกิดขึ้นในอนาคตท าให้เกิดความสนใจน าชีวมวลซึ่งเป็นแหล่งทรัพยากรที่สามารถสร้างทดแทนขึ้นใหม่ได้มาใช้เป็นพลังงานทางเลือกเพิ่มมากขึ้น อย่างไรก็ตามชีวมวลส่วนใหญ่อยู่ในรูปของเชื้อเพลิงแข็ง การน าไปใช้เป็นเชื้อเพลิงโดยตรงจะให้ประสิทธิภาพต ่าจึงจ าเป็นต้องมีการแปรรูปชีวมวลก่อน หนึ่งในกระบวนแปรรูปคือ แกซิฟิเคชัน (Gasification) เป็นกระบวนการแปรรูปเชื้อเพลิงแข็งให้อยู่ในรูปแก๊สเชื้อเพลิง ที่ให้ร้อยละการเปลี่ยนรวมทั้งประสิทธิภาพเชิงพลังงานโดยรวมของระบบสูง เตาผลิตแก๊สทั่วไปในปัจจุบัน ปฎิกิริยาการเผาไหม้และแกซิฟิเคชันจะเกิดร่วมกันภายในเตาเดียว ท าให้ค่าความร้อนของผลิตภัณฑ์แก๊สลดลงเนื่องมาจากสัดส่วนของแก๊สไนโตรเจนในอากาศที่ใช้ในกระบวนการเผาไหม้มีมาก ดังนั้นจึงมีการพัฒนาระบบผลิตแก๊สแบบใหม่ที่มีห้องเผาไหม้แยกออกจากส่วนผลิตแก๊สชัดเจน โดยเรียกเตาผลิตแก๊สแบบใหม่นี้ว่า เตาผลิตแก๊สแบบเบดคู่ ในการที่จะพัฒนาและปรับปรุงกระบวนการท างานของเตาผลิตแก๊สแบบเบดคู่นั้น ความเข้าใจในกระบวนการพลวัตและตัวแปรต่างๆที่อธิบายถึงอุทกพลศาสตร์และการถ่ายโอนความร้อนเป็นสิ่งจ าเป็น ในงานวิจัยนี้ ได้ท าการพัฒนาแบบจ าลองทางคณิตศาสตร์โดยใช้เทคนิคการค านวณของไหลเชิงพลวัตร่วมกับทฤษฎีจลน์การไหลของของแข็งและปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้น โปรแกรมส าเร็จรูปที่ใช้คือโปรแกรม ANSYS FLUENT V.12.1ซึ่งเป็นโปรแกรมที่มีความเหมาะสมในการจ าลองภาวะของระบบการไหลต่างๆ โดยท าการจ าลองเตาผลิตแก๊สแบบเบดคู่ จากนั้นจึงท าการศึกษาผลของตัวแปรที่อธิบายถึงอุทกพลศาสตร์การไหลของของไหลและปฏิกิริยาเคมีในเตาผลิตแก๊สแบบเบดคู

Other Abstract (Other language abstract of ETD)

The current demand for energy tends to rise. The resources used to produce energy or fuels are not sufficient to meet this demand. The awareness of the limited availability of fuels leads to increasing of attention to use biomass as an alternative fuel. Direct combustion of biomass gives a low efficiency. Therefore the converting of biomass to useful product is necessary. Gasification is one of the important technologies for converting biomass to gaseous product which gives high conversion and overall energy efficiency. The gasification of biomass in a fluidized bed offer advantages but the calorific value of gaseous product is relative low because of the dilution by amount of nitrogen from air used in a combustor. Dual-bed gasifier has been developed to overcome this weak point by separating the combustion and gasification zones. In oder to develop and improve the process, the understanding of the hydrodynamics inside dual-bed gasifier is required. In this study, computational fluid dynamics have been performed, Eulerian approach coupled with the kinetic theory of granular flow and chemicals reaction was applied. Commercial computational fluid dynamics software ANSYS FLUENT version 12.1 has been employed to simulate the hydrodynamic and chemicals reaction in dual-bed gasifier.

Link to Full Text

Share

COinS